地下建筑结构考试

地下建筑结构试题卷参考答案及评分标准………………装…………………订……………线………………考试科目：地下建筑结构考试方式：开卷试卷类型：系部：建工系专业班级：土木工程1102 1103班学期：2014-2015学年第一学期一、问答题1.简述地下建筑结构的概念及其形式10s概念：地下建筑结构，即埋置于地层内部的结构，通常包括在地下开挖的各种隧道与洞室。

2s地下结构断面形式:矩形;梯形;多边形;直墙拱形;曲墙拱形，扁圆形;圆形2s土层地下建筑结构:浅埋式结构:附建式结构:沉井(沉箱)结构:地下连续墙结构:盾构结构:沉管结构:其他结构如顶管结构和箱涵结构2s岩石地下建筑结构:(一) 拱形结构:1.贴壁式拱形结构。

半衬砌结构;厚拱薄墙衬砌结构;直墙拱形衬砌结构;曲墙拱形衬砌结构2.离壁式拱形衬砌结构2s(二)喷锚支护; (三)穹顶结构(四)连拱衬砌结构; (五)复合衬砌结构2s2.简述衬砌的结构形式、特点及适用条件12s1).就地灌注整体式混凝土衬砌 1s适用于矿山法施工，日围岩可以在短时间内稳定，也通用于采用明挖法施工的衬砌形式。

衬砌的表面整齐美观，进度快．质量容易控制。

模筑衬砌包括砖石衬砌、片石混凝土衬砌、钢筋混凝土和整体的混凝土衬砌。

2s2). 锚喷支护1s常用于矿山法施工，它可以在坑道开挖后及时施设．因此．能有效地限制洞周位移保护作业人员的安全，避免局部产生过大的变形。

由于其为柔性结构，能有效地利用围岩的自承能力维持洞室稳定，其受力性能由于整体式衬砌。

2s3). 预制拼装衬砌1s拼装衬砌由预制构件在现场拼装而成，一般为圆形，主要用于盾构法〔TBM )施工的隧道。

其支护特点有坚实稳固、作用快。

2s4). 复合式衬砌1s复合式衬砌山两种以下不同构筑类型的结构所组成，通常用于山岭隧道新奥法施工的隧道)或城市地铁道暗挖法施工的区间隧道。

2s3.试述沉井的构造及各部位的作用8s井壁: 承受在下沉过程中各种最不利荷载组合(水土压力)所产生的内力。

同时有足够的重量，使沉井能在自重作用下顺利下沉到设计标高。

2s刃脚: 主要功用是减少下沉阻力。

1s内隔墙: 增加沉井在下沉过程中的刚度并减小井壁跨径。

2s封底及顶盖: 防止地下水渗入井内有集水井内。

1s底梁和框架: 在比较大型的沉井中，如由于使用要求，不能设置内隔墙，则可在沉井底部增设底梁，并构成框架以增加沉井在施工下沉阶段和使用阶段的整体刚度。

2s4.盾构法施工的优缺点及适用范围12s1. 盾构法施工的优点:1)场地作业少，隐蔽性好，因噪音、振动引起的环境影响小；2)隧道施工的费用和技术难度基本不受覆土深浅的影响，适宜于建造覆土深的隧道；3)穿越河底或海底时，隧道施工不影响航道，也完全不受气候的影响；4)穿越地面建筑群和地下管线密集区时，周围可不受施工影响；5)自动化程度高、劳动强度低、施工速度较快。

5*1s2. 盾构法施工的缺点:1)施工设备费用较高；2)覆土较浅时，地表沉降较难控制；3)用于施工小曲率半径隧道时，掘进较困难。

3*1s3. 盾构法施工的适用范围适用于各类软土地层和软岩、硬岩地层的隧道掘进，尤其适用于城市地下隧道工程。

2s包括：水底公路隧道；地铁区间隧道；排水污水隧道；引水隧道；公用管线隧道。

2s5.说明沉管施工的步骤8s先在隧址以外建造临时干坞，在干坞内制作钢筋混凝土的隧道管段（道路隧道用的管段每节长60～140m。

2s两端用临时封墙封闭。

向临时干坞内灌水，使管段逐节浮出水面，并用拖轮拖运到指定位置。

1s于设计隧位处预先挖好一个水底沟槽。

1s待管段定位就绪后，向管段里灌水压载，使之下沉。

1s沉设完毕的管段在水下联接起来。

1s进行基础处理，经覆土回填后，便筑成了隧道。

1s6.简述梁板式结构的设计计算中，顶板、侧墙承受哪些荷载 8s顶板荷载：（1）核爆炸冲击波超压所产生的动载1s（2）顶板以上的静荷载，包括设备夹层、房屋底层地坪和覆土层重以及战时不迁动固定设备等。

1s（3）顶板自重1s侧墙荷载：压缩波所形成的水平动载顶板传来的动载与静载1s上部地面建筑自重1s侧墙自重1s土压力及水压力1s7.简述附件式地下结构与单建式工事相比，具有哪些优越性，缺点又有哪些8s优点：节省建设用地1s便于平战结合1s人员和设备容易在战时迅速转入地下1s增强上层建筑的抗震能力，在地震时附建式地下结构尚可作为避震室只用1s上层建筑对战时核爆炸冲击波、光辐射、早期核辐射以及炮弹有一定的防护作用造价较低1s便于施工管理，采用新技术，保证工程质量，同时也便于维护1s缺点：上层建筑遭到破坏时容易造成出入口堵塞，引起火灾等1s二、论述题1.库仑土压力的基本假定及其其一般土压力公式10s库仑理论的基本假定:1)挡土墙墙后土体为均质各向同性的无黏性土;1s2)挡土墙后土体产生主动土压力或被动土压力时，土体形成滑动楔体，滑裂面为通过墙踵的平面; 2s3)假定滑动土体为一刚体，在滑裂面BC和墙背AB上的切向力分别满足极限平衡条件; 2s其一般土压力公式:当土体滑动楔体处于极限平衡状态，应用静力平衡条件，不难得到作用于挡土墙上的主动土压力Pa ,和被动土压力Pp,的计算式为:(1). sin()a sin()sin()sin()1sin()2P W Pp W W AB AC θϕαθϕδθϕαθϕδγαβ-=+--+=+--=+ 式中W ——滑楔自重。

2s (2). 2a 12a P h K γ= 212P p P h K γ=22222222sin ()sin sin ()1sin ()sin sin ()1a p K K αϕααδαϕααδ+=⎡-+⎢⎣-=⎡+⎢⎣ 式中:Y-一一土体的重量;h —挡土墙的高度;ka 库仑主动土压力系数kp 库仑被动土压力系数3s2.矩形闭合框架中，变形缝如何设置？具体的构造方式有哪些？论述各自的优缺点14s为防止结构由于不均匀沉降、温度变化和混凝土收缩等引起破坏，沿结构纵向，每隔一定距离需设置变形缝。

变形缝的间距为30m 左右。

变形缝分为两种：一种是防止由于温度变化或混凝土收缩而引起结构破坏所设置的缝，称为伸缩缝，另一种是防止由于不同的结构类型（或结构相邻部分具有不同荷载），或不同地基承载力而引起结构不均匀沉陷所设置的缝，称为沉降缝。

变形缝为满足伸缩和沉降需要，缝宽一般为20~30mm，缝中填充富有弹性的材料。

4s变形缝的构造方式主要分四类 :嵌缝式、贴附式、埋入式、混合式2s(一)嵌缝式可用沥青砂板、沥青板等。

为了防止板与结构物间有缝隙，在结构内部槽中填以沥青胶或环煤涂料(即环氧树脂和煤焦油涂料)等以减少渗水可能。

也可在结构外部贴一层防水层。

嵌缝式的优点是造价低，施工易。

但在有压水中防水效能不良，仅适于地下水较少地区，或防水要求不高工程中。

2s(二）贴附式将厚度6～8mm的橡胶平板用钢板条及螺栓固定结构上。

亦称为可卸式变形缝。

其优点是橡胶平板年久老化后可以拆换，缺点是不易使橡胶平板和钢板密贴。

可用于一般地下工程中。

2s(三)埋入式在浇灌混凝土时，把橡胶或塑料止水带埋入结构中。

其优点是防水效果可靠，橡胶老化问题需待改进，在大型工程中普遍采用。

在有水压，而且表面温度高于50℃或受强氧化及油类等有机物质侵蚀的地方，可在中间埋设紫铜片，但造价高。

2s（四）混合式 当防水要求很高，承受较大的水压力时，可采用上述三种方法的组合，称为混合式，防水效果好，但施工程序多，造价高。

2s三、计算题解：(1) 参数计算2211222222229.1tan (45)tan (45)0.7272215.1tan (45)tan (45)0.5872215.1tan (45)tan (45) 1.70522K a K a K p K K K ϕϕϕ︒︒︒︒︒︒︒︒︒=-=-==-=-==+=+= 2s(2)水平荷载标准值的计算①临界深度计算:0 1.3z m == 1s②水平荷载标准值的计算:第一层土底面处水平荷载标准值111111=2217.3 3.00.72729.621.4a a a a e K c z K c kPa σγ-=-=⨯⨯-⨯=下下1s第二层土顶面处水平荷载标准值211221=2217.3 3.00.587213.210.2a a a a e K c z K c kPaσγ-=-=⨯⨯-⨯=上上1s基坑底面及支护结构底面处水平荷载标准值211222=2+)217.3 3.0+18.9 1.50.587213.226.9a a a a e K c z z K c kPaσγγ-=-=⨯⨯⨯-⨯=（（） 1s(3)水平抗力的计算基坑底面处水平抗力标准值1=2213.234.5p e c kPa =⨯= 1s支护结构底面处水平抗.力标准值222=218.9 3.0 1.705213.2131.1p d p e h K c kPa γ+=⨯⨯+⨯=1s计算结果如图所示。

26.9131.126.92s。